原子力顯微鏡是繼掃描隧道顯微鏡之后,于1986年發(fā)明的一種具有原子級(jí)高分辨的新型儀器,可以在大氣和液體環(huán)境下對(duì)各種材料和樣品進(jìn)行納米空間分辨的探測(cè),或者直接進(jìn)行納米操縱。AFM現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、納米功能材料、生物、化工、食品、醫(yī)藥研究等領(lǐng)域中。由于電子顯微鏡必須在高真空和高電壓條件下測(cè)試樣品,對(duì)制樣的要求比較高,而AFM可在樣品的自然條件下對(duì)樣品進(jìn)行無(wú)損探測(cè),在一些生物高聚物如蛋白質(zhì)(尤其如不規(guī)則纖維狀蛋白)以及多糖中的應(yīng)用上有較多優(yōu)勢(shì),因而在食品領(lǐng)域中開(kāi)辟了新的應(yīng)用前景。如今,AFM由于其簡(jiǎn)單可操作性以及高分辨的檢測(cè)結(jié)果而在食品科學(xué)方面得到廣泛應(yīng)用,下文就AFM在食品科學(xué)各領(lǐng)域中的應(yīng)用做簡(jiǎn)單介紹。

AFM可以對(duì)由多糖形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)多糖分子的觀測(cè)是基于在多糖稀釋液的情況下進(jìn)行的，而當(dāng)多糖溶液的濃度遠(yuǎn)離其稀釋濃度并達(dá)到某一臨界濃度時(shí)，由于分子鏈之間的相互作用而形成凝膠網(wǎng)絡(luò)，觀察這些凝膠網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)特征就可以對(duì)分析多糖分子間的相互作用提供有用的參考。應(yīng)用AFM尚可觀測(cè)到一些蛋白質(zhì)或多成分聚合物的凝膠體系，將AFM與光學(xué)顯微鏡、流體力學(xué)及離心實(shí)驗(yàn)相結(jié)合對(duì)不同濃度和條件下的冷凝膠乳清蛋白溶液中的微粒進(jìn)行了觀察比較，發(fā)現(xiàn)溶液濃度、離子強(qiáng)度等條件對(duì)凝膠溶液的組織結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生影響;運(yùn)用AFM并結(jié)合拉曼光譜及流體力學(xué)觀測(cè)不同條件(離子強(qiáng)度、PH值等)下的熱誘導(dǎo)乳清蛋白凝膠的前體溶液，揭示了該溶液是由橢圓形的顆粒組成，且隨著NaCl的濃度增加，顆粒尺寸與數(shù)量也會(huì)隨之提高，所以離子強(qiáng)度的增加使乳清蛋白由半透明凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌该髂z。在半透明凝膠中a螺旋結(jié)構(gòu)有所減少，而B折疊結(jié)構(gòu)在兩種凝膠中的數(shù)量都維持不變。對(duì)經(jīng)80℃加熱180分鐘后的濃度為2%w/w的乳清蛋白凝膠前體溶液（含0.1mol/dmd3的NaCl，PH為2進(jìn)行AFM觀測(cè)所得到的誤差信號(hào)圖，與其他條件下測(cè)得的AFM圖進(jìn)行比較就可以分析不同條件對(duì)凝膠顆粒超微結(jié)構(gòu)的影響。所以通過(guò)觀測(cè)在不同條件下凝膠溶液中的微粒形態(tài)和相互作用的變化以及凝膠網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)變化，可以分析凝膠形成的機(jī)理及凝膠形成的最佳條件，這對(duì)建立有利于食品品質(zhì)與口感的凝膠形成體系具有啟發(fā)意義。